Физики обнаружили необычную сверхпроводимость в скрученном трехслойном графене

Исследователи обнаружили в трехслойном графене, скрученном под магическим углом, два разных режима сверхпроводимости. Результаты экспериментов не согласуются с теорией Бардина — Купера — Шриффера (БКШ).

Физики использовали сканирующую туннельную микроскопию высокого разрешения и спектроскопию для изучения сверхпроводимости трехслойного графена, скрученного под магическим углом. Эксперименты показали, что сверхпроводимость в этом материале проявляет несколько очень необычных свойств, которые нельзя описать с помощью теории БКШ. 

Художественное изображение трехслойного графена. Изображение: Полина Шматкова и Маргарита Давыдова

Ученые измерили эволюцию сверхпроводящей щели по мере того, как электроны удаляются из трехслойного слоя с помощью переключателя, который включает или выключает электрическое поле. Сверхпроводящая щель — это свойство, которое описывает, насколько сложно добавлять или удалять отдельные электроны в сверхпроводнике, объясняют авторы работы. 

Поскольку электроны в сверхпроводнике стремятся образовать пары, для разрыва этих пар требуется определенное количество энергии. Оно может быть разным для пар, движущихся в разных направлениях относительно кристаллической решетки. В результате «зазор» имеет специфическую форму, которая определяется вероятностью того, что пары будут разорваны при определенном количестве энергии.

Несмотря на то, что сверхпроводники существуют уже давно, удивительно новая особенность скрученных двухслойных и трехслойных графеновых материалов заключается в том, что сверхпроводимость в этих материалах может быть включена простым приложением напряжения к соседнему электроду.

Стеван Надж-Перге, физик из Калифорнийского технологического института, соавтор работы

Ученые установили, что в скрученном трехслойном графене есть два режима сверхпроводимости с профилями сверхпроводящей щели разной формы. Если один из режимов можно объяснить теорией, в чем-то похожей на БКШ, то наличие двух режимов показывает, что внутри сверхпроводящей фазы, вероятно, имеет место дополнительный переход, отмечают исследователи. 

Авторы работы полагают, что увеличение количества слоев делает сверхпроводимость более надежной, оставаясь при этом легко настраиваемой. Это свойство открывает различные возможности для использования скрученного трехслойного графена в качестве сверхпроводящих устройств для квантовых исследований и, возможно, в квантовой обработке информации.

Изображение на обложке: снимок трехслойного графена, сделанный с помощью туннельного микроскопа. Источник: Caltech


Читать далее:

Опровергнут главный миф о динозаврах: ученые поняли, как рептилии захватили планету

350 млн лет назад с Землей происходило что-то странное: это повлияло на обитаемость

Найдена огромная озоновая дыра. Она опасна для 50% населения Земли и видна круглый год

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Прибор для анализа крови без уколов привлек 35 млн рублей от стартап-студии
Наука
«Джеймс Уэбб» рассмотрит астероид, который может угрожать Земле
Космос
Телескоп «Евклид» наблюдал редкое кольцо Эйнштейна в соседней галактике
Космос
Российские физики создали чрезвычайно вместительную «тару» для водорода
Наука
Внутреннее ядро Земли деформировалось за три десятилетия, считают геологи
Наука
Илон Маск предложил $97,4 млрд за OpenAI, ему выдвинули встречное предложение
Новости
«Росатом» нацелен на практическое применение квантовых технологий
Новости
Ученые предупреждают: риск столкновения самолетов с космическим мусором растет
Космос
В пустыне Ирака нашли 850 артефактов, созданных 1,5 млн лет назад
Наука
Стартап из Челябинска разработал умного помощника для анализа здоровья
Новости
Астрономы открыли крупнейшую структуру во Вселенной: она в 13 000 раз больше Млечного Пути
Космос
Люди ели врагов 18 000 лет назад: следы каннибализма нашли в пещере в Польше
Наука
Достижения российской науки за год: прорывы, исследования, технологии и планы на будущее
Кейсы
Ученые нашли способ идеально сварить яйцо
Новости
Странные звезды прилетают Млечный Путь: выяснилось, откуда они берутся
Новости
Выяснилось, как синие киты научились скрываться от косаток, несмотря на огромные размеры
Новости
Мини-спутник снял Землю с рекордной детализацией  
Космос
Новое средство от облысения тестируют ученые — обещают вернуть волосы за два месяца  
Наука
Лучшие международные конференции по искусственному интеллекту
Мнения
Найдена одна из причин развития диабета у людей с избыточным весом
Наука